Razumevanje TL431: celovit vodnik po natančnih regulatorjih shunt
Katalog
TL431 je tri-terminalni nadzorovani natančni referenčni integrirani čip z dobro temperaturno stabilnostjo.Zaradi visoke natančnosti, nizkega mirovanja toka in izhodnega hrupa se pogosto uporablja v različnih elektronskih napravah, kot so samodejni nadzor, upravljanje moči in pretvorba moči.Da bi vsem bolje razumeli TL431, je ta članek zbral ustrezne informacije o TL431, pridite in si oglejte.
Kaj je regulator TL431?
TL431 je od 2,50V do 36V nastavljivega natančnega regulatorja natančnosti, ki ga skupaj proizvajajo Texas Instruments Incorporated (TI) in Motorola, vgrajen v ZDA. Ima sposobnost nastavljivega toka in je nekakšen referenčni vir napetosti.TL431 Serija izdelkov vključujejo TL431C, TL431AC, TL431I, TL431AI, TL431M, TL431Y, s 6 modeli.Serija TL431 je sestavljena iz šestih modelov.Notranja struktura teh modelov je enaka, le majhna razlika v posameznih tehničnih kazalcih.Ker ima TL431 prednosti majhne velikosti, natančno nastavljive referenčne napetosti in velikega izhodnega toka, se lahko uporabi za izdelavo različnih regulatorjev.Njegove lastnosti zmogljivosti vključujejo neprekinjeno nastavljivo izhodno napetost do 36 V, širok razpon delovnega toka od 0,1mA do 100mA, tipično dinamično upornost 0,22 ohma in nizko izhodno lažno.Poleg tega ima največjo vhodno napetost 37V, največji delovni tok 150mA, notranjo referenčno napetost 2,5 V in območje izhodne napetosti od 2,5 V do 30 V.
Alternative in ustrezniki:
• TL431BILPRE3
Glavne značilnosti TL431
Glavne značilnosti TL431 vključujejo:
Visoka natančnost: Natančnost referenčne napetosti TL431 lahko doseže ± 2 odstotka ali več, zaradi česar je sposoben zagotoviti stabilne in natančne izhodne napetosti v širokem razponu napetosti.
Dobra dinamična zmogljivost: TL431 ima hiter dinamičen odziv.Hitro lahko prilagodi izhodno napetost, ko se obremenitev napajanja spremeni, da ohrani stabilen izhod napajanja.
Poenostavljena zasnova vezja: Ker TL431 vključuje ojačevalnik napak in vir referenčne napetosti, lahko poenostavi zasnovo vezja, zmanjša velikost vezja in zniža stroške napajanja v napajalni obliki.
Nasta
Ocene TL431
Ocene toka, napetosti in moči katere koli naprave kažejo njegove potrebe po moči, to je, koliko toka in napetosti zadostujeta za njegovo delovanje.Naslednja tabela zagotavlja oceno toka, napajanja in napetosti TL431.
Kako izmeriti kakovost TL431?
Za merjenje, ali je uspešnost TL431 dobra, moramo njene zatiče prepoznati kot referenčni terminal, anodo in katodo.Po potrditvi zatičev lahko sledimo spodnjim korakom za merjenje.Najprej prilagodimo obseg multimetra na blok RXLK, priključimo črno pero na anodo in rdeče pero na katodo.V tem času se meri odpornost TL431.Nato izmenjujemo testne potenciale, torej je črno pero povezano s katodo in rdeče pero je povezano z anodo.V tem času je treba prikazati neskončno obratno odpornost.To pomeni, da lahko TL431, ko teče od anode do katode, normalno vklopite;in ko tok teče od katode do anode, se TL431 izklopi.Nato še vedno držimo večmetrično območje v bloku RXLK, priključite črno pero na referenčni terminal in rdeče pero na katodo.V tem času ne bi smelo biti tok, ki teče skozi njega, to pomeni, da na merilniku ni nobenega znaka.Potem, ko se dotaknemo črnega peresa z eno roko in anodo z drugo roko, naj bi kazalec znatno nihal.Ko je ta situacija izpolnjena, je zatič, ki se ga dotakne ročno, referenčni terminal.Končni korak je, da referenčni terminal in anoda kratek stik, torej omogoča, da tok teče iz referenčnega terminala in anode hkrati.V tem primeru, če je črni preskusni svinec priključen na katodo in je rdeči preskusni svinec priključen na anodo, bo običajno manjši padec napetosti;Če je črni preskusni svinec priključen na anodo in je rdeči preskusni svinec priključen na katodo, bo na splošno prišlo do razmeroma velik padec napetosti.Načelo te mere temelji na različnih napetostnih kapljicah TL431 med naprej in povratno prevodnostjo.
Za kaj se lahko uporabi?
• napetostni monitor
• Crowbar Circuit
• Shunt Regulator
• Omejevalnik natančnosti
• Regulator shunt z visokim tokom
• PWM pretvornik s sklicevanjem
• Natančni regulator z visokim tokom
Kako razlikovati tri zatiče TL431?
TL431 ima tri zatiče, ki so referenčni terminal, anoda in katoda.Da bi razlikovali te tri zatiče, jih lahko uredimo od leve proti desni z logotipom, ki je obrnjen proti nam.Konkretno, referenčni terminal je zatič, ki se uporablja za vnos referenčne napetosti;Anoda je zatič, skozi katerega teče tok;In katoda je zatič, skozi katerega teče tok.V praktičnih aplikacijah je katoda običajno povezana s pozitivnim polom napajanja skozi trenutni omejujoči upor, medtem ko je anoda priključena na negativni pol napajalnika.Njegov zatični diagram je naslednji:
PIN 1 (referenca): Ta zatič nastavi napetostno oceno zenerjeve diode.
PIN 2 (anoda): anoda enakovredne zenerjeve diode
PIN 3 (katoda): katoda enakovredne zenerjeve diode
Načelo strukture in delovanja TL431
TL431 je tri-končni nastavljiv regulator shunt z odlično stabilnostjo.Pogosto se uporablja kot nastavljiva referenca napetosti.Njegova zunanja struktura je sestavljena iz treh zatičev: katoda, anode in referenčne napetosti.Notranja struktura je, kot je prikazana na sliki.V večini aplikacij TL431 je anoda običajno povezana z ozemljitvijo, del katodnega toka pa teče skozi vir zrcalnega toka v spodnjem levem kotu blokovnega diagrama.Padec napetosti, ki ga ustvari ta tok na uporu, plus padec napetosti med osnovo B in oddajalcem E tranzistorja skupaj predstavlja referenčno napetost 2,5 V.Vmesna faza strukture TL431 je enakovredna vezju diferencialnega ojačevalnika, medtem ko njegova izhodna stopnja sprejema Darlingtonovo strukturo.Zato ima TL431 samo notranje integrirano referenčno funkcijo napetosti, ampak tudi združuje funkcijo operativnega ojačevalnega vezja.
Glede na njegovo funkcijo TL431 sestavlja notranje integrirana 2,5V referenčna napetost, diferencialni OP-AMP in odprtega kolektorskega tranzistorja.Spodaj je prikazan poenostavljen diagram TL431.Ko je napetost na referenčni napetostni zatiči nižja od notranje referenčne napetosti 2,5 V, OP-AMP odda nizka raven, v tem času pa je trioda v izklopljenem stanju, v TL431 ni toka (ignoriranje drobnega puščanjatok);In ko je napetost na referenčni napetostni zatiči višja od notranje referenčne napetosti, OP-AMP oddaja visoko raven, trioda prevodi in črpa tok iz katode in hitro vstopi v območje nasičenosti.Šele ko je napetost na referenčni napetostni zatiči zelo blizu referenčne napetosti, bo trioda delovala na območju ojačevanja, od katode za izvlečenje konstantnega toka.Analiza kaže, da lahko pri preklopnem napajanju izvirna struktura, ki zahteva diskretno referenčno napetost in OP-AMP za povratne informacije, dobro nadomestita s TL431.
Previdnostni ukrepi za aplikacijo TL431
Pri uporabi TL431 bi morali biti pozorni na naslednje vidike:
Bodite pozorni na trenutno velikost
Najmanjši tok, ki teče skozi TL431, mora biti nad 1mA, sicer bo izgubil zmogljivost regulacije napetosti.Obenem največji tok ne more presegati 100mA, da se izogne poškodbam TL431.
Minimalna zadrževalna toka in minimalna napetost katode
Ker notranja referenčna napetost VREF TL431 vzdržuje katodni tok in ta tok mora biti višji od določenega praga, da se zagotovi normalno delovanje, je treba med uporabo nameniti posebno pozornost: Ko je izhodni pol TL431 v rezanjuKatoda, ki ni v stanju, še vedno potrebuje zadrževalni tok, večji od 0,2mA;Kadar je izhodni pol v nasičenju, mora biti napetost med drogovi vsaj večja od 2,2 V, da se zagotovi, da lahko TL431 deluje normalno.
Bodite pozorni na porabo energije
Kot primer jemljemo skupni paket TO-92, je največja poraba energije TL431 0,7 W.Pravzaprav lahko porabo energije P TL431 v vezju izračuna po formuli P = vo*i, kjer je VO izhodna napetost in i je tok prek TL431.Torej, ko izhod ne presega 5V, lahko TL431 oddaja največji tok 140mA;Kadar je izhodna napetost 7V, lahko zaradi omejitev porabe energije oddaja le 10mA.Običajno se poraba energije TL431 giblje od 0,5 W do 1,2 W.Kadar deluje pod visoko temperaturo, visokonapetostno ali visokimi tokovnimi pogoji, moramo posebno pozornost posvetiti prezračevanju, odvajanju toplote in varnosti celotnega vezja, da preprečimo degradacijo ali škodo, ki jo povzroči prekomerna poraba energije.
Bodite pozorni na izbiro vzorčnih uporov R1 in R2
Pri izbiri materialov in polaganju moramo dati prednost natančnim uporom istega tipa z majhnim temperaturnim koeficientom, nizkim hrupom in veliko močjo, da se zagotovi stabilnost in zanesljivost.Glede na formulo VO = 2,5*(1+R1/R2), ko je VO največ 36 V, lahko izračunamo, da je največje razmerje R1 do R2 13,4, torej najvišja vrednost R1 mora biti 13,4 -kratR2.Poleg tega je zaradi visoke odprte zanke in hitrega odziva TL431, ko je točka vzorčenja (to je povezava R1 in R2) daleč stran od obeh polovvzbujanje.Zato moramo pri načrtovanju in uporabi posebno pozornost nameniti lokaciji vzorčne točke, da se izognemo tej situaciji.
Pogosto zastavljena vprašanja [FAQ]
1. Ali je tl431 zener dioda?
To je zenerjeva dioda, ki je programirana.Izhodna napetost se giblje od 2,5 voltov do 36 voltov.Toleranca izhodne napetosti bo +-4 odstotkov izhodni tok ali potopni tok se giblje od 1 mA do 100 mA.
2. Kakšna je razlika med TL431 in TLV431?
TL431 je prvotna standardna referenca napetosti.TLV431 je nižja napetostna referenčna možnost TLV, ima pa tudi nekaj različnih specifikacij.
3. Kakšna je funkcija TL431?
TL431 v konfiguraciji odprte zanke se pogosto uporablja v primerjavi z napetostjo, podkrepitvenim monitorjem, prenapetostnim monitorjem, detektorju okenske napetosti in številnih drugih vrstah uporabe.TL431 je referenca napetosti, ki se običajno uporablja za te aplikacije.
4. Kakšen je ekvivalent tranzistorja TL431?
Ko je TL431 poškodovan, če istega modela ni zamenjave, ga je mogoče neposredno nadomestiti s KA431, μA431, LM431, YL431, S431 itd. Črke pripon TL431 kažejo na ravni izdelka in delovno temperaturo.
5. Kakšne so značilnosti TL431?
Naprave TL431 in TL432 so tri-končni nastavljivi regulatorji shunt, z določeno toplotno stabilnostjo nad veljavnimi avtomobilskimi, komercialnimi in vojaškimi temperaturami.Izhodna napetost lahko nastavite na katero koli vrednost med VREF (približno 2,5 V) in 36 V, z dvema zunanjima uporima.